JP2020034877A - 羽根駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根駆動装置の駆動部材を制動するブレーキ機構において、部品点数少なくして構造を簡略化することで組立性の向上を図る。【解決手段】羽根駆動装置は、羽根を駆動する駆動部材と、駆動部材に制動力を付与するブレーキ機構とを備え、ブレーキ機構は、駆動部材が動作終了段階で当接して回動するブレーキ部材と、ブレーキ部材の回動に抗して捻り弾性力を付与すると共にブレーキ部材に圧縮摩擦抵抗を付与する捻り圧縮コイルバネからなるブレーキ制動バネを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、羽根駆動装置に関するものである。

フォーカルプレンシャッタなどの羽根駆動装置は、羽根を高速で作動させるため、羽根の作動終了時の衝撃を緩和させるブレーキ機構が設けられている。従来、前述したブレーキ機構は、羽根の作動速度の高速化と連続撮影（連写）による過酷な使用条件に対応するために、大きな制動力が得られ、且つ、確実に性能を維持し続けることができるものが求められている。

このような要求に対応する従来の羽根駆動装置においては、羽根を駆動する駆動部材の動作終了段階において、駆動部材の一部が、取り付け軸に取り付けられたコイルバネの付勢力と、同じく取り付け軸に取り付けられた複数の板バネなどからなる摩擦付与手段の摩擦抵抗力に抗して、ブレーキ部材を回転させるブレーキ機構が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２０１２−１５９６５０号公報

前述した従来技術によると、羽根を駆動する駆動部材の動作終了段階で、駆動部材がブレーキ部材を回転させ、ブレーキ部材の回転にコイルバネの付勢力と摩擦付与手段の摩擦抵抗力を与えることで、駆動部材に大きな制動力を付与することができる。

しかしながら、この従来技術によると、高い制動力を得るために、コイルバネの付勢力に加えて、板バネなどからなる摩擦付与手段の摩擦抵抗力を作用させているので、部品点数が多くなり装置構造が複雑になって、良好な組立性が得られない問題があった。

また、前述した従来技術は、板バネでは付勢力の個体差が大きく摩擦抵抗力の変化が大きい。従来技術で摩擦抵抗力を調整する場合、ラチェット機構などの調整機構を追加する必要がある。特に、板バネの場合、僅かな潰し量の変化が付勢力の変化となるため、調整機構を用いたとしてもシビアな調整が必要になる。すなわち、板バネの付勢力を摩擦抵抗力として用いている場合、その摩擦抵抗力を調整するためには、調整機構の構造が複雑化し、調整作業がシビアなものになってしまう問題があった。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、羽根駆動装置の駆動部材を制動するブレーキ機構において、部品点数を少なくして構造を簡略化することで組立性の向上を図ること、制動力を簡単な構造で容易に調整可能にすることで、駆動バネなどの個体差に対応して適正な制動力でブレーキ機構を機能させること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
羽根を駆動する駆動部材と、該駆動部材に制動力を付与するブレーキ機構とを備え、前記ブレーキ機構は、前記駆動部材が動作終了段階で当接して回動するブレーキ部材と、該ブレーキ部材の回動に抗して捻り弾性力を付与すると共に前記ブレーキ部材に圧縮摩擦抵抗を付与する捻り圧縮コイルバネからなるブレーキ制動バネを備えることを特徴とする羽根駆動装置。

羽根駆動装置の走行待機状態（セット状態）を示した平面図である（（ａ）が全体平面図、（ｂ）が駆動機構部の拡大平面図）。 羽根駆動装置の走行完了状態を示した平面図である（（ａ）が全体平面図、（ｂ）が駆動機構部の拡大平面図）。 羽根駆動装置におけるブレーキ機構の一例を示す拡大図（（ａ）は拡大平面図、（ｂ）が（ａ）におえるＡ−Ａ断面図）である。 羽根駆動装置におけるブレーキ機構の側面の一例を示す側面図である。 羽根駆動装置におけるブレーキ機構の他の例を示す拡大図（（ａ）は拡大平面図、（ｂ）が（ａ）におえるＡ−Ａ断面図）である。 本発明の実施形態に係る羽根駆動装置を備えた撮像装置を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の全体構成を図１及び図２によって説明する。図１は、羽根のセット状態（走行待機状態）を示した平面図であり、図２は、羽根の走行完了状態を示した平面図である。

羽根駆動装置１は、ベース（地板）２、羽根３、アーム４及び駆動機構部５などを備えている。ベース２は、矩形状または略矩形状の開口部２ａを有しており、駆動機構部５などを搭載するよう構成されている。ベース２は、同じ開口２ａを有する一対の板材によって構成されており、２つの板材の間の空間が羽根３を収容する羽根室になっている。この羽根室には羽根３及びアーム４などが配置されている。

羽根３は、例えば複数枚の細長状の羽根部材を含んでおり、複数の羽根は羽根群と呼ばれることもある。羽根３を構成するそれぞれの羽根部材の一端部には、軸を介して２つのアーム４が連結されている。２つのアーム４のそれぞれは、一端が羽根３に連結され、他端が地板に回転可能に取り付けられている。そして、一方のアーム４の他端側が駆動機構部５の駆動部材１０に連結されている。駆動部材１０が移動すると、その移動に伴い２つのアーム４が移動し、さらには羽根３が移動する。このようにして、駆動機構部５により羽根３が駆動される。

羽根駆動装置１では、羽根３および２つのアーム４は先羽根用と後羽根用とを含んでいる。すなわち、羽根駆動装置１は、先羽根用の羽根３およびアーム４と、後羽根用の羽根３およびアーム４とを備えている。図１のセット状態では、開口部２ａは展開した先羽根によって閉じられており、後羽根は羽根駆動装置１の下側に格納された状態となっている。

レリーズの操作がされると、図１のセット状態（走行待機状態）から先羽根が走行して開口部２ａが開放され、先羽根は羽根駆動装置１の上側に格納された状態となる。次に後羽根が走行して開口部２ａが閉じられ、図２の走行完了状態となる。なお、羽根室内には、先羽根と後羽根との接触を防ぐために中間板が配置されている。

駆動機構部５は、駆動部材１０を駆動する駆動機構とブレーキ機構を備えている。先ず、駆動部材１０を駆動する駆動機構について説明する。

駆動部材１０は、駆動軸１１の回りに回転自在に軸支されており、駆動バネ１２の腕部１２ａが掛けられるバネ掛け部１０ａを備えると共に、ブレーキローラ１０ｂを備えている。駆動バネ１２は、駆動軸１１に巻き回されるように配置されたコイルバネであって、その一端に前述した腕部１２ａを備えている。駆動バネ１２は、例えばレリーズによって動作を開始し、駆動部材１０にコイルバネの捻り弾性力を伝達する。駆動バネ１２が動作を開始すると、バネの弾性力で腕部１２ａが移動し、これによって駆動部材１０が駆動軸１１回りに回動する。

駆動部材１０には、鉄片部材１３が連結されている。駆動部材１０は、前述した駆動バネ１２によって時計回り方向に付勢されていて、図２に示すように、鉄片部材１３が駆動用電磁石１４の鉄芯部材１４ａに接する位置でその動作を停止する。駆動用電磁石１４は、鉄芯部材１４ａと駆動用コイル１４ｂによって構成されている。

駆動用電磁石１４は、駆動用コイル１４ｂへの通電で鉄芯部材１４ａが励磁され、鉄芯部材１４ａと鉄片部材１３との間に吸着力が発生する。駆動用コイル１４ｂへの通電が無くなると、鉄芯部材１４ａは磁力を失い、鉄芯部材１４ａと鉄片部材１３との間の吸着力が消滅する。これにより、駆動バネ１２の付勢力で、駆動部材１０と共に鉄片部材１３は時計回り方向に移動する。

走行完了後は、図示しないセット部材によってチャージ動作がされると、駆動部材１０が反時計回り方向に回転することで走行完了前の位置に移動し、駆動バネ１２が巻き上げられる。なお、駆動用電磁石１４を利用して走行前の駆動部材１０の位置を保持しているため、本実施例の羽根駆動装置１は、「ダイレクトタイプの羽根駆動装置」として構成されている。

次に、駆動機構部５のブレーキ機構について説明する。ブレーキ機構は、ブレーキ部材２０とブレーキ制動バネ２１と支持軸３０などによって構成されている。ブレーキ部材２０は、一端側が支持軸３０に軸支され、その近傍にバネ掛け部２０ａが設けられ、他端側にブレーキローラ当接部２０ｂが設けられている。ブレーキ部材２０のブレーキローラ当接部２０ｂは、駆動部材１０の動作終了段階で駆動部材１０に設けられたブレーキローラ１０ｂに当接して、ブレーキ部材２０を支持軸３０の回りに回動させる。

ブレーキ制動バネ２１は、支持軸３０に巻き回されており、一端側がベース２に固定され、他端側にブレーキ部材２０のバネ掛け部２０ａに係合する腕部２１ａが設けられている。ブレーキ制動バネ２１は、捻り圧縮コイルバネであり、ブレーキ部材２０の回動によるバネ掛け部２０ａの移動によって腕部２１ａが移動することで捻り弾性力が付勢され、更に、ブレーキ部材２０をベース２側に圧縮することで、ブレーキ部材２０の回動に対して圧縮摩擦抵抗が付与される。

図３及び図４は、ブレーキ機構の一例を具体的に示している。ベース２に設けた支持軸３０に巻き回されているブレーキ制動バネ２１は、一端側の固定端２１ｂがベース２の係止突起２Ｐに係止して固定されており、他端側の腕部２１ａがブレーキ部材のバネ掛け部２０ａに係止されている。また、一端側の固定端２１ｂは軸方向においてはカラン２５と接触しており、腕部２１ａは軸方向において回転止め部材２２と接触している。このブレーキ制動バネ２１は、回転止め部材２２を介して、ワッシャ２３，２４で挟まれたブレーキ部材２０に圧縮弾性力を付与しており、これによって、ブレーキ部材２０の回動には圧縮摩擦抵抗が付与される。ブレーキ制動バネ２１の一端は、カラン２５を介して調整ネジ３１にて押圧されている。

調整ネジ３１は、支持軸３０に軸方向にねじ込まれることで、カラン２５をベース２側に移動させることができ、この調整ネジ３１の移動によって、ブレーキ制動バネ２１の圧縮状態、即ちブレーキ部材２０の摩擦抵抗状態が調整される。回転止め部材２２は、ベース部材２の係止突起２Ｐに先端部が係止されることで、ブレーキ部材２０の回転や調整ネジ３１の回転によってブレーキ制動バネ２１が供回りすることを防いでいる。

また、本発明のように調整ネジ３１を用いることで、摩擦抵抗状態が強くなるように調整する、または摩擦抵抗状態が弱くなるように調整することができる。たとえば、摩擦抵抵抗状態を調整するためにラチェット機構を用いた場合、基本的には、摩擦抵抗状態が強くなるように調整することしかできない。誤った調整をした場合は、ラチェット部分を取り外すか、羽根駆動装置１を破棄しなければならない。
さらに、従来例のように、ラチェット機構を用いて板バネを圧縮して（潰して）摩擦抵抗力を調整することも考えられる。ところが、板バネでは弾性限度の範囲が狭く容易に塑性変形するため、摩擦抵抗力の調整がシビアになる。誤って調整して塑性変形を起こした板バネを元の形状に戻しても本来のバネ特性が出なくなるため、摩擦抵抗状態を容易に調整することが困難になる。したがって、ラチェット機構に加えて板バネも破棄することになる。
このように、調整ネジ３１を用いることで、ラチェット機構および板バネを用いた場合に比べて、摩擦抵抗状態の調整作業の作業性を向上させることができる。

このブレーキ制動バネ２１は、ブレーキ部材２０が回動すると、前述したように回転止め部材２２によって供回りが防止されていることで、それ自体は回転しないが、バネ掛け部２０ａがブレーキ制動バネ２１の腕部２０ａの位置を支持軸３０回りに移動させることで、ブレーキ部材２０に捻り弾性抵抗を付与する。これによって、ブレーキ部材２０の回動には、ブレーキ制動バネ２１の圧縮摩擦抵抗と捻り弾性抵抗の両方が加わることになり、この両方が、動作終了段階において駆動部材１０に付与される制動力になる。

また、支持軸３０に対して回転方向に動作しない固定端２１ｂがこの固定端２１ｂと調整ネジ３１の間に設けられるカラン２５と接触しているため、カラン２５と調整ネジ３１との間には回転止め部材を設ける必要がない。すなわち、回転方向に動作しない固定端２１ｂを調整ネジ３１と接するカラン２５と接触させることで、回転止め部材を設ける必要が無くなる。これにより、ブレーキ機構の構成を簡易化することができ、組立を容易にすることができる。

図５は、ブレーキ機構の他の一例を具体的に示している。この例では、樹脂製のベース２上に金属板２７を設けて、ベース２と金属板２７に設けた孔に金属製の支持軸３０をカシメ固定している。金属板２７は、樹脂製のベース２を補強するための部材である。そして、金属板２７の上には、樹脂製のワッシャ２３，２４と樹脂製のスペーサ２６で挟んだ金属製のブレーキ部材２０が配置されている。また、ブレーキ制動バネ２１は、上下にカラン２５Ａ，２５Ｂが設けられ、それらを挟むように上下に一対の回転止め部材２２Ａ，２２Ｂが設けられている。

このような羽根駆動装置１の動作を説明する。羽根駆動装置１は、図１に示した走行待機状態（セット状態）でレリーズが行われると、図２に示した走行完了状態まで駆動部材１０が移動して、アーム４を介して羽根３に動力が伝達され、開口２ａに対して羽根３が移動する。

駆動部材１０がブレーキ開始位置に達すると、駆動部材１０のブレーキローラ１０ｂがブレーキ部材２０のブレーキローラ当接部２０ｂに当接する。駆動部材１０さらに回動すると、ブレーキローラ１０ｂがブレーキ部材１０を押し、これによって駆動部材１０と共にブレーキ部材２０が移動する。これにより、駆動部材１０のさらなる移動に対してはブレーキ部材２０により制動力（ブレーキ）がかかる。

ブレーキ部材２０が移動してバネ掛け部２０ａの位置が変化すると、ブレーキ制動バネ２１の腕部２１ａが移動し、ブレーキ制動バネ２１が巻き上げられることで、ブレーキ部材２０に捻り弾性抵抗力が付与される。これと同時に、ブレーキ制動バネ２１は、ブレーキ部材２０に圧縮弾性抵抗力を付与しているので、単体のブレーキ制動バネ２１によって、捻り弾性抵抗力と圧縮弾性抵抗力の両方をブレーキ部材２０に付与することができる。これにより、少ない部品点数でより高い制動力を得ることができる。

また、この実施形態に係る羽根駆動装置１によると、調整ネジ３１を支持軸３０の軸方向にねじ込むだけで、ブレーキ制動バネ２１による制動力を可変に調整することができる。これによると、駆動部材１０を作動させる駆動バネ１２などの個体差に応じて、制動力を適正に調整することができる。

このように、本発明の実施形態に係る羽根駆動装置１は、駆動部材１０を制動するブレーキ機構において、部品点数少なくして構造を簡略化することで組立性の向上を図ることができる。また、制動力を可変に調整可能にすることで、駆動バネ１２などの個体差に対応して適正な制動力でブレーキ機構を機能させることができる。

なお、調整ネジ３１のネジ頭を半径方向に大きくした場合、ネジ頭でブレーキ制動バネ２１を直接接触させてもよい。すなわち、調整ネジ３１のネジ頭を半径方向に大きくした場合、カラン２５を設けなくてもよい。ただし、ブレーキ制動バネ２１の腕部２１ａがネジ頭側に配置される場合は、腕部２１ａとネジ頭との間には回転止め部材を配置する必要がある。

また、他の実施形態では、カラン２５に加えて、回転止め２２およびワッシャ２３を省略した構成としてもよい。すなわち、ブレーキ制動バネ２１が調整ネジ３１のネジ頭およびブレーキ部材２０を直接付勢するようにしてもよい。さらに、支持軸３０またはブレーキ部材２０を樹脂で構成する場合、すなわち金属の部材同士を接触させない場合は、ワッシャ２４をさらに省略した構成としてもよい。

また、本実施形態では、後羽根側にブレーキ機構を設けてあるが、他の実施形態では、先羽根側または先後の両方にブレーキ機構が設けてあってもよい。

また、本実施形態では、先羽根および後羽根の両方を備える羽根駆動装置１であったが、他の実施形態では、後羽根だけを有する単幕方式の羽根駆動装置１であってもよい。
また、図４では、ブレーキ制動バネ２１の一端側をベース２に固定したが、他の実施例では他の部材にブレーキ制動バネ２１の一端側を固定してもよい。すなわち、ブレーキ制動バネ２１の一端側を固定する相手は、ベース部材に限らず、他の部材であってもよい。

また、本実施形態では、ダイレクトタイプの羽根駆動装置１として構成されていたが、走行前の駆動部材を係止することで保持する係止タイプの羽根駆動装置１として構成されてもよい。そして、係止タイプの羽根駆動装置１であっても本願と同様にブレーキ機構を設けることができる。

ベース２と対になる板部材は、カバー板と言われることもある。また、図示を省略した中間板は、ベース２と略同じ大きさであり、ベース２の開口部２ａと同様の位置に、略同じ大きさの開口部を有する。

また、本願発明の羽根駆動装置１は、フォーカルプレンシャッタと言われることもある。そして、図６に示すように、本実施の形態に係る羽根駆動装置１は、撮像素子、撮像レンズ、制御部等を有する撮像装置１００に搭載される。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のイメージセンサである。撮像装置１００は、例えば、デジタルカメラなどである。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：羽根駆動装置，２：ベース（地板），２ａ：開口，２Ｐ：係止突起，
３：羽根，４：アーム，５：駆動機構部，
１０：駆動部材，１０ａ：バネ掛け部，１０ｂ：ブレーキローラ，
１１：駆動軸，１２：駆動バネ，１２ａ：腕部，
１３：鉄片部材，１４：駆動用電磁石，１４ａ：鉄芯部材，
２０：ブレーキ部材，２０ａ：バネ掛け部，２０ｂ：ブレーキローラ当接部，
２１：ブレーキ制動バネ，２１ａ：腕部，２１ｂ：固定端，
２２，２２Ａ，２２Ｂ：回転止め部材，２３，２４：ワッシャ，
２５，２５Ａ，２５Ｂ：カラン，２６：スペーサ，２７：金属板，
３０：支持軸，３１：調整ネジ

Claims (5)

1. 羽根を駆動する駆動部材と、該駆動部材に制動力を付与するブレーキ機構とを備え、
   前記ブレーキ機構は、前記駆動部材が動作終了段階で当接して回動するブレーキ部材と、該ブレーキ部材の回動に抗して捻り弾性力を付与すると共に前記ブレーキ部材に圧縮摩擦抵抗を付与する捻り圧縮コイルバネからなるブレーキ制動バネを備えることを特徴とする羽根駆動装置。
2. 前記ブレーキ機構は、前記ブレーキ部材を回動自在に軸支すると共に前記ブレーキ制動バネが巻き回れている支持軸を備え、前記支持軸の軸方向にねじ込まれることで前記ブレーキ制動バネの圧縮状態を調整する調整ネジを備えることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置。
3. 前記ブレーキ制動バネは、一端側が前記支持軸が設けられるベースに固定され、他端側が前記ブレーキ部材のバネ掛け部に係止されていることを特徴とする請求項２記載の羽根駆動装置。
4. 前記ブレーキ制動バネの一端側の固定端が、前記固定端と前記調整ネジの間に設けられるカランに接触していることを特徴とする請求項３記載の羽根駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載された羽根駆動装置を備える撮像装置。

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